JP4706926B2 - バッキングプレート付きターゲットの製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、CuまたはCu合金製ターゲットにバッキングプレートを接合してなるバッキングプレート付きターゲットの製造方法に関するものであり、この方法で得られたバッキングプレート付きターゲットは半導体装置のCu合金シード層をスパッタリングにより形成するために用いられる。
半導体装置の銅配線をめっき法により形成するにはめっき前に導通をとるためにめっきの下地となるCuシード層を形成し、このCuシード層の上に銅配線をめっき法により形成する。前記めっきの下地となるCuシード層はスパッタリング法により形成される。
また、Mn、Nb、Zr、Cr、V等を含む銅合金をスパッタすることにより形成されたCu合金シード層はバリア自己形成プロセスを施すことによりバリア膜とシード層の両方の機能を同時に発揮するCu合金シード層となることも知られており、このMn、Nb、Zr、Cr、V等を含むCu合金シード層もスパッタリングにより形成されることが知られている(特許文献1参照)。
前述のように、前記CuあるいはCu合金シード層の形成にはスパッタ法が用いられるが、シード層を効率よく形成するために成膜速度を上げることが求められており、この要求に対応すべくスパッタパワーはますます増大する傾向にある。このようにスパッタパワーが増大した条件でスパッタリングを行うと、従来のようなCuあるいはCu合金製ターゲットとCuあるいはCu合金製バッキングプレートとをはんだ付けしたバッキングプレート付きターゲットは接合強度に不安が生じる。そこで、近年、ターゲットとバッキングプレートとの接合にはターゲット素材とバッキングプレート素材の双方の面に凹凸またはM字型突起および逆M字型溝を形成し、ターゲット素材とバッキングプレート素材を重ね合わせて凹と凸またはM字型突起と逆M字型溝を嵌合させる同時に拡散接合することにより強固に接合する方法が提案されている(特許文献2、3または4参照)。
しかし、前記CuあるいはCu合金製ターゲットとCuあるいはCu合金製バッキングプレートとを拡散接合するには750℃以上の高温で行わなければならず、高温で拡散接合すると、CuあるいはCu合金製ターゲットの結晶粒が成長して粗大化し、この粗大化した結晶粒を有するCuあるいはCu合金製ターゲットとCuあるいはCu合金製バッキングプレートを拡散接合したバッキングプレート付きターゲットを用いてスパッタリングを行うと、スパッタリング時にパーティクルの発生が多くなるという欠点があった。
さらに、前記ターゲット素材とバッキングプレート素材の双方の面に凹凸またはM字型突起および逆M字型溝を形成し、ターゲット素材とバッキングプレート素材を重ね合わせて凹と凸またはM字型突起と逆M字型溝を嵌合させると同時に拡散接合する従来の方法は、凹と凸またはM字型突起と逆M字型溝が完全に嵌合して拡散接合すれば問題はないが、凹と凸またはM字型突起と逆M字型溝が不完全な嵌合が行われて拡散接合がなされると、ターゲット素材とバッキングプレート素材の接合面に微細な空孔が生じ、超音波探傷検査により不合格となるとともに空孔が生じているバッキングプレート付きターゲットを用いてハイパワーのスパッタを行うと、スパッタ中に十分な冷却が行われずにターゲットが過熱され、その結果、成膜速度が不安定となる。
そこで、本発明者等は、かかる課題を解決すべく研究を行った。その結果、
(イ)CuあるいはCu合金製ターゲットとCuあるいはCu合金製バッキングプレートと間にAlまたはAl合金製インサートを挟んで拡散接合すると、570℃以下の低温で拡散接合することができ、拡散接合に際してCuあるいはCu合金製ターゲットの結晶粒が大きく成長することはない、
(ロ)片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材が挿入された積層体、
CuまたはCu合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材が挿入された積層体、または、
片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を窪みが向き合うように重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材が挿入された積層体、を作製し、
これら積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材が拡散接合した拡散接合積層体を作製すると、拡散接合部分に空孔が生じることがない、
(ハ)前記全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすると、AlまたはAl合金製インサート板状素材が挟まれた部分は拡散接合するが、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材が接触している部分は前記条件の熱間静水圧プレスでは十分な強度を持った拡散接合となることはない、などの研究結果が得られたのである。
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
(1)片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材が拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、
(2)CuまたはCu合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、
(3)片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を窪みが向き合うように重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特長を有するものである。
(1)片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材が拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、
(2)CuまたはCu合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、
(3)片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を窪みが向き合うように重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特長を有するものである。
さらに、片面に平板状底面を有する深い窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材の深い窪みの中にAlまたはAl合金製インサート板状素材を装入し、さらにその上にCuまたはCu合金製ターゲット板状素材を装入し、さらにその上にCuまたはCu合金製の蓋を装入して嵌め込み、前記蓋とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材の窪みとの接合部分を真空中で電子ビーム溶接することによりAlまたはAl合金製インサート板状素材およびCuまたはCu合金製ターゲット板状素材をCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材の中に密封して密封体を作製し、この密封体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することによりこの発明のバッキングプレート付きターゲットを製造することができる。
したがって、この発明は、(4)片面に平板状底面を有する深い窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材の深い窪みの中にAlまたはAl合金製インサート板状素材を装入し、さらにその上にCuまたはCu合金製ターゲット板状素材を装入し、さらにその上にCuまたはCu合金製の蓋を装入して嵌め込み、前記蓋とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材の窪みとの接合部分を真空中で電子ビーム溶接することによりAlまたはAl合金製インサート板状素材およびCuまたはCu合金製ターゲット板状素材をCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材の中に密封して密封体を作製し、この密封体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特徴を有するものである。
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去するバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特徴を有するものである。
前記AlまたはAl合金製インサート板状素材は、厚さ:0.5〜2mmを有し、かつ作製しようとするターゲットおよびバッキングプレートの寸法よりも大きな平面寸法を有することが好ましい。AlまたはAl合金製インサート板状素材の厚さは0.5mm未満ではインサート素材として十分な効果が得られず、一方、2mmを越えるようになると、拡散接合層の中間にAlまたはAl合金部分が過度に残存することにより冷却効果が低下するので好ましくない。したがって、この発明は、
(5)前記AlまたはAl合金製インサート板状素材は、厚さ:0.5〜2mmを有し、かつ作製しようとするターゲットおよびバッキングプレートの平面寸法よりも大きな平面寸法を有する前記(1)、(2)、(3)または(4)記載のバッキングプレート付きターゲットの製造方法、に特長を有するものである。
この発明によると、CuあるいはCu合金製ターゲットの結晶粒が微細なターゲットをバッキングプレートに接合したバッキングプレート付きターゲットを作製することができ、半導体装置産業の発展に大いに貢献しうるものである。
この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を図面に基づいて具体的に説明する。
実施例1
図1は、この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法を説明するための断面側面図である。図1において、1はCuまたはCu合金製ターゲット板状素材、2はCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材、3はAlまたはAl合金製インサート板状素材であり、CuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2には窪み6が形成されている。図1(a)に示されるように、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材1とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2をAlまたはAl合金製インサート板状素材3が前記窪み6に嵌合するように重ね合せて積層体を作製する。この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してCuまたはCu合金製ターゲット板状素材1とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2を接合して図1(b)に示される全周電子ビーム溶接積層体13を作製する。
この全周電子ビーム溶接積層体13を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすると、図1(c)に示されるCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層5を有する拡散接合積層体14が得られる。この拡散接合積層体14を図1(c)に点線で示される電子ビーム溶接部分4を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することによりこの発明のバッキングプレート12にターゲット11を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット15を製造することができる。
実施例2
図2は、この発明のバッキングプレート付きターゲットのもう一つの製造方法を説明するための断面側面図である。図2において、1はCuまたはCu合金製ターゲット板状素材、2はCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材、3はAlまたはAl合金製インサート板状素材であり、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材1には窪み6が形成されている。図2(a)に示されるように、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材1とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2をAlまたはAl合金製インサート板状素材3が窪み6に嵌合するように重ね合せて積層体を作製し、この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してCuまたはCu合金製ターゲット板状素材1とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2を接合して図2(b)に示される全周電子ビーム溶接積層体13を作製する。
この全周電子ビーム溶接積層体13を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすると、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層5を有する図2(c)に示されるような拡散接合積層体14ができる。この拡散接合積層体14を図2(c)に点線で示される電子ビーム溶接部分4を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することにより図2(d)に示されるこの発明のバッキングプレート12にターゲット11を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット15を製造することができる。
図2は、この発明のバッキングプレート付きターゲットのもう一つの製造方法を説明するための断面側面図である。図2において、1はCuまたはCu合金製ターゲット板状素材、2はCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材、3はAlまたはAl合金製インサート板状素材であり、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材1には窪み6が形成されている。図2(a)に示されるように、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材1とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2をAlまたはAl合金製インサート板状素材3が窪み6に嵌合するように重ね合せて積層体を作製し、この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してCuまたはCu合金製ターゲット板状素材1とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2を接合して図2(b)に示される全周電子ビーム溶接積層体13を作製する。
この全周電子ビーム溶接積層体13を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすると、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層5を有する図2(c)に示されるような拡散接合積層体14ができる。この拡散接合積層体14を図2(c)に点線で示される電子ビーム溶接部分4を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することにより図2(d)に示されるこの発明のバッキングプレート12にターゲット11を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット15を製造することができる。
実施例3
図3は、この発明のバッキングプレート付きターゲットのもう一つの製造方法を説明するための断面側面図である。図3において、1はCuまたはCu合金製ターゲット板状素材、2はCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材、3はAlまたはAl合金製インサート板状素材であり、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材1およびCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2の双方に窪み6が形成されている。図3(a)に示されるように、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材1とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2をAlまたはAl合金製インサート板状素材3が窪み6に嵌合するように重ね合せて積層体を作製すし、この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してCuまたはCu合金製ターゲット板状素材1とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2を接合して図3(b)に示される全周電子ビーム溶接積層体13を作製する。
さらに、この全周電子ビーム溶接積層体13を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることにより図3(c)に示されるようにCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層5を有する拡散接合積層体14を作製する。この拡散接合積層体14の図3(c)に点線で示される電子ビーム溶接部分4を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することにより図3(d)に示されるこの発明のバッキングプレート12にターゲット11を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット15を製造することができる。
図3は、この発明のバッキングプレート付きターゲットのもう一つの製造方法を説明するための断面側面図である。図3において、1はCuまたはCu合金製ターゲット板状素材、2はCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材、3はAlまたはAl合金製インサート板状素材であり、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材1およびCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2の双方に窪み6が形成されている。図3(a)に示されるように、CuまたはCu合金製ターゲット板状素材1とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2をAlまたはAl合金製インサート板状素材3が窪み6に嵌合するように重ね合せて積層体を作製すし、この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接してCuまたはCu合金製ターゲット板状素材1とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材2を接合して図3(b)に示される全周電子ビーム溶接積層体13を作製する。
さらに、この全周電子ビーム溶接積層体13を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることにより図3(c)に示されるようにCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材との間に拡散接合層5を有する拡散接合積層体14を作製する。この拡散接合積層体14の図3(c)に点線で示される電子ビーム溶接部分4を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することにより図3(d)に示されるこの発明のバッキングプレート12にターゲット11を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット15を製造することができる。
実施例1〜3で使用したAlまたはAl合金製インサート板状素材、CuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材、CuまたはCu合金製ターゲットまたはターゲット板状素材の具体的成分組成を表1に示す。
実施例4
さらに、この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法は、図4の断面説明図に示される方法で実施することができる。図4において、11はCuまたはCu合金製ターゲット、10は厚さの厚いCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材、8は蓋であり、この蓋8はCuまたはCu合金で作られている。3はAlまたはAl合金製インサート板状素材である。CuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材10にはCuまたはCu合金製ターゲット11およびAlまたはAl合金製インサート板状素材3を装入することができ、さらに蓋8を装入して嵌め込むことができる大きな窪み9が形成されている。この大きな窪み9の底部7はCuまたはCu合金製バッキングプレート12と同等以上の厚さの平板を形成している。図4(a)に示されるように、大きな窪み9が形成されているCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材10の大きな窪み9の中にAlまたはAl合金製インサート板状素材3を装入し、さらにAlまたはAl合金製インサート板状素材3の上にCuまたはCu合金製ターゲット11を装入し、このCuまたはCu合金製ターゲット11の上に蓋8を装入し、ついで、図4(b)に示されるように、蓋8とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材10を電子ビーム溶接することにより密封して電子ビーム溶接密封体16を作製し、この電子ビーム溶接密封体16を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることにより拡散接合積層体(図示せず)を作製し、この拡散接合積層体から切り出して図4(c)に示されるこの発明のバッキングプレート12にターゲット11を拡散接合したバッキングプレート付きターゲット15を製造することができる。
この発明のバッキングプレート付きターゲットの製造方法において電子ビーム溶接密封体の熱間静水圧プレスは、温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて行うと、温度及び圧力が低いのでAlまたはAl合金製インサート板状素材に接触しているCuまたはCu合金製ターゲットまたはターゲット素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材が接触している部分に拡散接合層が形成されるが、CuまたはCu合金製ターゲットまたはターゲット素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材が直接接触している部分は十分な強度を有する拡散接合はなされない。また、CuまたはCu合金製ターゲットまたはターゲット素材は温度:400〜570℃に加熱しても結晶粒の成長は少なく、したがって、CuまたはCu合金製ターゲットまたはターゲット素材の結晶粒が粗大化することは少ない。
また、CuまたはCu合金製ターゲット素材およびCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材に形成されている窪みの底面を平均粗さ:20μm以下となるように切削加工することにより一層強固な拡散接合層が得られる。しかし、窪みの底面を平均粗さが20μmを越えるようになると、AlまたはAl合金製インサート材が十分に浸透しないことがあり、拡散接合部に空孔が生じる恐れがあるようになるので好ましくない。
また、CuまたはCu合金製ターゲット素材およびCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材に形成されている窪みの底面を平均粗さ:20μm以下となるように切削加工することにより一層強固な拡散接合層が得られる。しかし、窪みの底面を平均粗さが20μmを越えるようになると、AlまたはAl合金製インサート材が十分に浸透しないことがあり、拡散接合部に空孔が生じる恐れがあるようになるので好ましくない。
実施例4で使用したAlまたはAl合金製インサート板状素材、CuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材、CuまたはCu合金製の蓋、CuまたはCu合金製ターゲットまたはターゲット板状素材の具体的成分組成を表2に示す。
表1〜2から明らかなように、ターゲットは高価な6Nの高純度銅または特殊な成分組成を有する銅合金で構成されるが、バッキングプレートは価格の安い純銅または銅合金で構成されていることが分かる。
1:CuまたはCu合金製ターゲット板状素材、2:CuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材、3:AlまたはAl合金製インサート板状素材、4:電子ビーム溶接部分、5:拡散接合層、6:窪み、7:底部、8:蓋、9:大きな窪み、10:CuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材、11:ターゲット、12:バッキングプレート、13:全周電子ビーム溶接積層体、14:拡散接合積層体、15:バッキングプレート付きターゲット、16:電子ビーム溶接密封体
Claims (5)
- 片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材が拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
- CuまたはCu合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。 - 片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製ターゲット板状素材と片面に窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を窪みが向き合うように重ね合わせて形成された隙間にAlまたはAl合金製インサート板状素材を挿入して積層体を作製し、
この積層体の周囲を真空中で電子ビーム溶接することによりCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を接合して全周電子ビーム溶接積層体を作製し、
この全周電子ビーム溶接積層体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
- 片面に平板状底面を有する深い窪みを形成したCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材の深い窪みの中にAlまたはAl合金製インサート板状素材を装入し、さらにその上にCuまたはCu合金製ターゲット板状素材を装入し、さらにその上にCuまたはCu合金製の蓋を装入して嵌め込み、前記蓋とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材の窪みとの接合部分を真空中で電子ビーム溶接することによりAlまたはAl合金製インサート板状素材およびCuまたはCu合金製ターゲット板状素材をCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材の中に密封して密封体を作製し、この密封体を温度:400〜570℃、圧力:100〜350MPaの条件にて熱間静水圧プレスすることによりAlまたはAl合金製インサート板状素材を挟んでCuまたはCu合金製ターゲット板状素材とCuまたはCu合金製バッキングプレート板状素材を拡散接合した拡散接合積層体を作製し、
ついで、この拡散接合積層体の電子ビーム溶接部分を含む十分な強度を持った拡散接合とならない部分を切削除去することを特徴とするバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
- 前記AlまたはAl合金製インサート板状素材は、厚さ:0.5〜2mmを有し、かつ作製しようとするターゲットおよびバッキングプレートの平面寸法よりも大きな平面寸法を有することを特徴とする請求項1、2、3または4記載のバッキングプレート付きターゲットの製造方法。
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